Исследование процессов фазообразования в системах Fe-Cr-Ni-N и Fe-Cr-Mn-N при механическом легировании

• Автор: Никифоров, Павел Александрович
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Современное состояние вопроса использования азота при легировании сталей и сплавов на основе железа.

1.1. Существующие способы введения азота в сплав

1.1.1. Насыщение азотом расплавов

1.1.2. Высокоазотистые ферросплавы.

1.2. Влияние азота на свойства сталей и сплавов. Достоинства и проблемы высокоазотистых сталей и сплавов

1.3. Аустенитные стали.

1.3.1. Никельсодержащие аустенитные стали

1.3.2. Марганцовистые аустенитные стали

1.4. Наноструктурные материалы.

1.4.1. Влияние нанометрической структуры на свойства материалов
1.4.2. Способы получения наноструктурных материалов
1.4.2.1. Получение и консолидация порошка методы порошковой металлургии.
1.4.2.2. Интенсивная пластическая деформация ИПД компактного материала
1.4.2.3. Кристаллизация аморфных материалов
1.5. Выводы по главе. Постановка цели и задач исследований.
Глава 2. Материалы, оборудование и методика проведения
экспериментов
Глава 3. Исследование процессов сплавообразования в системе ЕеСг
ГПЫ при механическом легировании
3.1. Закономерности процессов фазообразования в системе ГеСгМЫ при механической активации.
3.2. Мессбауэровская спектроскопия механолегированных составов системы РеСгРПЫ.
Глава 4. Исследование процессов сплавообразования в системе Ре МпЫ при механическом легировании.
4.1. Исследование процессов фазообразования в системе РеСгМп при механическом легировании
4.2. Влияние термической обработки на фазовые превращения механолегированных образцах системы РеСгМпЫ
Глава 5. Получение компактных образцов и изучение микроструктуры
5.1. Изучение микроструктуры спеченных образцов.
5.2. Электроннозондовый анализ спеченных образцов.
Заключение
Литература


Во второй главе приводится методика исследований, указаны составы исследуемых композиций и режимы их механолегирования, дается описание используемого оборудования и экспериментальной установки. Третья глава посвящена исследованию процессов фазообразования при механическом сплавлении железа, хрома и никеля в атмосфере аммиака и аргона, установлено влияние параметров механического легирования и последующей термической обработки на фазовый состав получаемых порошковых сплавов. В четвертой главе приведены экспериментальные исследования комплексного механического легирования железа хромом, марганцем и азотом, выявлены зависимости фазового состава получаемых порошков от параметров механического легирования и последующией термической обработки. Предложены оптимальные режимы получения и термическая обработка для получения сплавов с аустенитной структурой. Пятая глава посвящена получению компактных образцов из механолегированных порошков и исследованию их микроструктуры. Предложена технология компактирования порошков системы Ре-Сг-Мп-К Изучено распределение легирующих элементов в спеченных образцах. ГЛАВА 1. Основное преимущество азота перед другими элементами, которыми легируют железные сплавы, заключается в его наличии в природе практически в неограниченном количестве (прежде всего, в воздухе). Азот, растворяясь в железе или сложных по составу сталях, придает им новые, иногда уникальные качества. Практическое значение азотсодержащих сталей проявляется уже сейчас, а их роль в дальнейшем возрастает еще значительнее в связи с обострением проблемы рационального использования легирующих элементов. Получение азота из воздуха не требует разрушения поверхности и недр Земли, неизбежного при добыче руд и наносящего значительный вред природе. Более того, применение азота, способного успешно заменять никель и марганец в сталях, позволит уменьшить в 1,5-2 раза расход этих важнейших для легирования сталей элементов. В связи с этим при полноценном использовании азота добыча руд этих металлов может быть существенно сокращена. Экологические последствия такого сокращения трудно переоценить. Не менее важным является и то, что, используя азот для легирования сталей, у которых специальные свойства будут сочетаться с высокой прочностью, можно при одной и той же потребности сократить объем производства на -%. К числу таких сталей следует отнести коррозионно-стойкие, теплостойкие, износостойкие и некоторые другие. Сокращение объема производства означает уменьшение затрат энергии, а также отрицательного влияния на природные условия факторов, неизбежно сопровождающих работу металлургических заводов [7]. В данной главе рассматриваются существующие методы введения азота в стали и сплавы на основе железа и особенности получаемых при этом сталей и сплавов. Кроме того, в обзор включены аустенитные стали и наноструктурные материалы. Два последних вопроса рассматриваются здесь в связи с тем, что использование некоторых методов введения азота в сплав позволяет также добиться существенных изменений в структуре получаемого сплава (в частности, резкого ее измельчения) и повысить комплекс свойств получаемого сплава засчет использования нескольких факторов. Таким образом, рассмотрение этих вопросов позволяет получить более полное представление об основной теме данного обзора. Существующие способы введения азота в сплав. До настоящего времени азот не применялся для легирования сплавов на основе железа столь же широко, как углерод, так как технологические процессы насыщения этих сплавов азотом сложнее, чем углеродом, особенно если использовать для производства сплавов традиционную технологию выплавки в открытых индукционных или дуговых печах. Самым старым и наиболее простым методом получения азотсодержащих сталей является насыщение расплава азотом при атмосферном давлении (напр. При этом содержание азота сильно зависит от содержания других легирующих элементов и обычно составляет 0,2-0,5%. Другим известным методом является насыщение расплава азотом с использованием плазменной дуги. Особенность взаимодействия плазменной дуги с жидким металлом - более высокая способность азота к растворению из плазмы, чем из невозбужденной газовой фазы [, ].